精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】如圖所示,直角坐標系xoy位于豎直平面內,在m≤x≤0的區(qū)域內有磁感應強度大小B = 40×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強磁場,其左邊界與x軸交于P點;在x0的區(qū)域內有電場強度大小E = 4N/C、方向沿y軸正方向的有界勻強電場,其寬度d = 2m。一質量m = 64×10-27kg、電荷量q =-32×1019C的帶電粒子從P點以速度v = 4×104m/s,沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場,經電場偏轉最終通過x軸上的Q點(圖中未標出),不計粒子重力。求:

帶電粒子在磁場中運動的半徑和時間;

當電場左邊界與y軸重合時Q點的橫坐標;

若只改變上述電場強度的大小,要求帶電粒子仍能通過Q點,討論此電場左邊界的橫坐

x′與電場強度的大小E′的函數關系。

【答案】(1)5.23×105s。(2)x=5m。(3)當0<x′<3m時,;3m≤x'<5m時,。

【解析】

試題帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,根據牛頓第二定律 有

代入數據得:

軌跡如圖1y軸于C點,過P點作v的垂線交y軸于O1點,

由幾何關系得O1為粒子運動軌跡的圓心,且圓心角為60°

在磁場中運動時間,

代入數據得:t=5.23×10-5s

帶電粒子離開磁場垂直進入電場后做類平拋運動

方法 一:粒子在電場中加速度

運動時間

沿y方向分速度

沿y方向位移

粒子出電場后又經時間t2x軸上Q

Q點的坐標為

方法二:設帶電粒子離開電場時的速度偏向角為θ,如圖1,

Q點的橫坐標為x

則:,故x=5m。

電場左邊界的橫坐標為x′。

0x′3m時,如圖2

設粒子離開電場時的速度偏向角為θ′,則:

又:

由上兩式得:

3m≤≤5m時,如圖3,

y=1m及各數據代入上式得:。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲圖是某人站在力傳感器上做下蹲-起跳動作的示意圖,甲圖中的“●”表示人的重心,乙圖是根據力傳感器畫出的壓力F隨時間t變化的圖線。乙圖中ad、f、g各點數據分別與甲圖中人的a、d、f、g狀態(tài)相對應,其余點對應狀態(tài)沒有在甲圖中畫出。乙圖中a、c、e、i點對應的縱坐標均為610N。請根據這兩個圖所給出的信息,判斷下列說法中正確的是

A. 乙圖中b點時刻,人處于超重狀態(tài)

B. 乙圖中d點時刻,人處于失重狀態(tài)

C. 乙圖中g點時刻,人處于失重狀態(tài)

D. 乙圖中i點時刻,人的速度為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,某飛行器先在近月圓形軌道上做勻速圓周運動,到達軌道A點時點火變軌進入橢圓軌道,后沿軌道做橢圓運動,到達軌道的遠月點B時再次點火變軌,進入距月球表面高度為4R的圓形軌道繞月球做勻速圓周運動,R為月球半徑,則上述變軌過程中

A. 飛行器沿軌道運動的速率最大

B. 飛行器沿軌道運動的速率最小

C. 飛行器沿軌道運動的機械能最大

D. 根據a=可知,飛行器沿軌道A點的加速度大于沿軌道IA點的加速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】嫦娥一號探月衛(wèi)星在空中運動的簡化示意圖如圖所示.衛(wèi)星由地面發(fā)射后,經過發(fā)射軌道進入停泊軌道,在停泊軌道經過調速后進入地月轉移軌道,再次調速后進入工作軌道.已知衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行半徑分別為RR1,地球半徑為r,月球半徑為r1,地球表面重力加速度為g,月球表面重力加速度為.求:

(1)衛(wèi)星在停泊軌道上運行的線速度;

(2)衛(wèi)星在工作軌道上運行的周期.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,邊長為L的正方形虛線框內充滿著垂直于紙面的勻強磁場,虛線AC及其上方的框內磁場方向向里,虛線AC下方的框內磁場方向向外,磁感應強度大小均為B,F有兩個比荷相同的帶電粒子a、b,分別以v1、v2的速度沿圖示方向垂直磁場方向射入磁場,并分別從B、C兩點離開磁場,設a、b兩粒子在磁場中運動的時間分別為t1、t2。則下列說法中正確的是

A. 粒子a一定帶正電,粒子b一定帶負電

B. v1︰v2可能等于1︰2

C. v1︰v2一定等于1︰1

D. t1:t2可能等于3︰2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為某校同學設計的導熱汽缸溫度計,將水平放置的汽缸沿水平方向把缸內體積均分為20等份,并在C、D兩處設有限位裝置,使活塞只能在C、D之間移動。汽缸內壁光滑,限位裝置和活塞的厚度不計,活寒左側汽缸內封閉著一定質量的理想氣體,活塞處在圖示位置時,環(huán)境溫度為330K。

(1)求活塞移動到刻度線16時,缸內氣體的溫度;

(2)求此溫度計可測量的溫度范圍,并填寫下列表格中各刻度線對應的溫度值。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在赤道平面內繞地球做勻速圓周運動的三顆衛(wèi)星m1m2m3,它們的軌道半徑分別為r1、r2、r3,且r1r2r3,其中m2為同步衛(wèi)星,若三顆衛(wèi)星在運動過程中受到的向心力大小相等,則(  )

A. 相同的時間內,m1通過的路程最大

B. 三顆衛(wèi)星中,m3的質量最大

C. 三顆衛(wèi)星中,m3的速度最大

D. m1繞地球運動的周期小于24小時

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一長為R的輕繩,一端穿在過O點的水平轉軸上,另一端固定一質量未知的小球,整個裝置繞O點在豎直面內轉動,小球通過最高點時,繩對小球的拉力F與其速度平方v2的關系如圖乙所示,圖線與縱軸的交點坐標為a,下列判斷正確的是( )

A. 利用該裝置可以得出重力加速度,且

B. 繩長不變,用質量較大的球做實驗,得到的圖線斜率更大

C. 繩長不變,用質量較小的球做實驗,得到的圖線斜率更大

D. 繩長不變,用質量較小的球做實驗,圖線a點的位置不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】太陽系中某行星A運行的軌道半徑為R,周期為T,但科學家在觀測中發(fā)現,其實際運行的軌道與圓軌道存在一些偏離,且每隔時間t發(fā)生一次最大的偏離,天文學家認為形成這種現象的可能原因是A外側還存在著一顆未知行星B,它對A的萬有引力引起A行星軌道的偏離,假設其運行軌道與A在同一平面內,且與A的繞行方向相同,由此可推測未知行星B繞太陽運行的圓軌道半徑為( )

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案